商用车车架纵梁检测方案研究

2019-11-25贡博

汽车实用技术 2019年19期

贡博

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西西安 710200）

关键字：纵梁；检测方案；检测系统

1 车架纵梁检测方案现状

纵梁是重卡底盘车架总成的重要组成零件，与横梁总成通过螺栓或铆钉连接装配形成车架总成，纵梁一般为热轧钢板U 型结构，板料厚4-12mm，长度4-12m，其腹面或翼面设计有大小不一的孔，用于整车各种零件或总成的安装。纵梁中孔位加工的精度将影响其他零部件的安装位置精度，对整车最终装配质量有着重要的影响。

纵梁中所有孔通过数控冲工艺方式加工，数控冲床按照以纵梁图纸编制的冲孔程序，单个或多个液压冲孔单元对坯料冲孔，伺服电机控制板料运动依次将孔冲出。现有检测方式为人工使用盒尺与游标卡尺对照二维图纸，对孔位逐个检测，利用游标卡尺（1m，精度0.02mm）测量孔间距尺寸，容易出现漏检、读数误差、检测时间长等缺点，且在测量长距离孔距时使用盒尺无法达到尺寸公差精度要求，因此需要一套高效、检测精度高的检测方法以满足新产品高标准的要求。

2 车架纵梁检测方案

纵梁检测方案设计要求可实现U型梁及平板梁腹面数控冲孔工序后孔位精度的测量，测量长度范围要求4000-12000 mm，宽度200-400mm，板料厚度4-12mm。

纵梁冲孔工序需检测的项目主要为：

（1）孔间距，即纵梁孔位X、Z 向的间距尺寸；

（2）孔边距，孔距纵梁下翼面的尺寸；

（3）孔径识别，检测孔径大小与设计值的偏差；

（4）统计孔的数量。

纵梁检测系统主要由传动机构、电气控制系统、测量设备及软件系统组成。纵梁检测设计在测量平台中实施，检测平台长度12 米，纵梁冲孔完成后放置在测量平台中，通过纵梁前端和U 型梁下翼面（或平板梁下棱边）定位，并在纵梁全长范围内分段夹紧，确保纵梁腹面为同一平面。传动机构为测量平台一侧设计一套直线导轨，长度12 米，主要作用是测量设备可在导轨上移动和锁紧。直线导轨上安装悬臂式结构测量支架，立式支架上方伸出悬臂支架，置于被测纵梁正上方，通过在导轨上移动，实现纵梁全长范围内的测量工作。

测量设备设计为非接触光学测量系统，主要是通过激光传感器发射激光束扫描特征，识别可见光波长620-690nm 之间。通过基于三角原理的激光传感器，发射激光和平面光，根据反射光在CCD 成像的位置来获取被测特征的空间位置。激光传感器朝向纵梁上表面，距离纵梁腹面100mm，沿导轨在车架长度方向移动，根据激光反射原理获取纵梁孔位及平面信息。工作原理为：纵梁放置于检测平台定位后，位置传感器给检测设备发出一个初始信号，伺服电机驱动激光传感器沿导轨移动，高速线阵CCD 摄像机根据激光信号对纵梁进行扫描，并将扫描结果图像传输给计算机，根据纵梁全景图像，计算装配孔尺寸、位置精度和数量。

每种纵梁根据孔位信息及尺寸规格不同编制相应检测程序，检测系统中存储检测程序及纵梁数据，系统按照检测程序依次对纵梁进行测量，单根纵梁检测完成后，对比产品数据，显示出检测结果，对超差尺寸或缺孔现象进行报警，并记录统计偏差情况，便于后期数据审查统计。

U 型纵梁及平板纵梁的孔位精度全自动测量，有效解决纵梁孔位是否满足设计要求的问题，及时检测孔位是否正确，确保后续车架装配质量，以及后续其他部件装配位置精度，同时检测结果精确反应出数控设备加工精度，统计分析数据波动对设备保养维修提供帮助。

该测量方案具有以下优点：

（1）检测系统可实现在线自动化检测，通过设备编程实现测量过程的自动化，柔性化程度高。

（2）检测系统测量纵梁过程稳定，工作效率高，满足大批量、多品种的生产过程。

（3）激光传感器测量系统全自动测量纵梁，测量效率高，测量精度±0.04mm，综合被测零件定位误差及悬臂支架运行误差，测量精度基本可达±0.2mm，测量精度满足纵梁孔位公差精度要求。

（4）自动测量系统可实现测量数据记录分析，并与生产系统联网，及时反馈测量结果与设计要求差异，实时记录纵梁孔位精度的数据波动。